压电石英又称压电水晶。晶体石英是指成分较纯、透明的石英晶体，亦称水晶。一般无色透明，若含微最色素离子，如Fe、Ti或因原子排列状态差异，则可呈紫、黄、烟、茶、浅红、淡绿等色。晶体石英化学成分为SiO2。一般能用于电子工业制造石英钟、谐振器、振荡器、高频振荡器、滤波器等压电石英片。

中文名：压电石英

外文名：piezoquartz

别名：压电水晶

特点：具有压电效应

化学成分：SiO2

用途：广泛用于自动武器、电动设备等

天然结构的石英晶体呈正六棱柱状，两端为对称的棱锥，如图1中（a）所示。石英晶体同所有其他单晶体一样，它的大部分物理性能是各个方向异性的。

图1 石英晶体

我们用三条互相垂直的轴来表示石英晶体的各个方向，纵向轴称为光轴（z轴）；经过棱线并垂直于光轴的称为电轴（a轴）；同时垂直于光轴、电轴的称为机械轴（y轴）。通常把沿电轴方向的力作用下产生电荷的压电效应称为纵向压电效应；把沿机械轴方向的力产生电荷的压电效应称为横向压电效应。在光轴方向受力时不产生压电效应。从晶体上切下的一片平行六面体称为压电晶体切片，如图1（b）所示。切片长边平行于y轴的称为x切族，平行于x轴的称为y切族。

在实际应用中，由于石英晶体是各向异性的，沿着不同的方位进行切割，就得到不同的几何切型晶片。每一种切片都以一定几何切型为依据，表现出力电转换类型、转换效率、压电系数、弹性系数、介电常数、温度特性和谐振频率的不同。这一点与传感器的设计、制造和使用都有密切关系。拉伸力时，电荷的极性正好相反。

从石英晶体上切下一片晶片，其晶面分别平行于X、Y、Z轴，当沿电轴X方向有作用力FX时，则在与X轴垂直的切面上，产生电荷qX，其大小为

qX =d11·FX

式中，d11为X方向受力、垂直X轴切面上取电荷的压电系数。

由上式可知，沿电轴X方向的力作用在晶片上时，在切面上产生的电荷数量与晶片几何尺寸无关。

在同一切片上，当沿机械轴Y方向有作用力FY时，其电荷仍然显示在与X轴垂直的切面上，但极性相反，产生电荷qY其大小为

qY =d12l/tFY

式中，l为晶片长度，t为晶片厚度，d12=-d11为Y方向受力的压电系数。

由上式可知，在晶片上有沿机械轴Y方向的作用力时，产生的电荷数量与晶片几何尺寸有关。负号说明沿Y轴的作用力所引起的电荷极性与沿X轴的作用力所引起的电荷极性相反。

晶片上电荷极性与其受力方向的关系如图2所示。

图2 晶片上电荷极性与其受力方向的关系

压电石英可作谐振器、滤波器、广泛用于自动武器、超音速飞机、导弹、核武器、电子显微镜、计时仪、电子计算机、人造地球卫星等的导航、遥控、遥测、电子、电动设备中。